Vazão Mínima Q90 Q95 e Q710 Conceitos e Cálculos para Gestão Hídrica

03012023 1813 aboutblank aboutblank 17 Conceituação e Determinação de vazão mínima Conceituação e Definição de Vazões de Permanência Ex Vazão Q95 e Q90 Conceituar vazões mínimas e vazões de permanência calcular Q710 Q95 e Q90 AUTORA PROF ANA CRISTINA ZORATTO AUTORA PROF ANA CARLA DE SOUZA MASSELLI Durante o período de seca ou de estiagem com longos períodos de tempo sem ocorrência de precipitação cursos de água perenes são alimentados pela lenta drenagem da água armazenada em lençóis subterrâneos Heller e Pádua 2006 Em tal situação as descargas são inferiores aos valores médios anuais podendo afetar os diferentes tipos de uso da água reduzir a capacidade de autodepuração dos corpos hídricos e a manutenção de ecossistemas aquáticos Heller e Pádua 2006 A resolução nº 1292011 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos estabelece que as vazões mínimas remanescentes devem ser utilizadas como limitantes quando da emissão de manifestações prévias de outorgas de direito de uso de recursos hídricos e nas autorizações de intervenções hidráulicas Barbosa Júnior 2016 define vazões mínimas como valores numéricos representativos da quantidade de água que permanece no leito do rio após retirada da água para atender usos consuntivos abastecimento de água uso industrial irrigação e em determinados casos para geração de energia elétrica e até mesmo atividades de recreação Com base no valor da vazão mínima são realizados cálculos de alocação de água para os diferentes usuários de modo que quando a vazão mínima ocorra os usuários ou usos prioritários mantenham suas retiradas de água ANA 2011 Os principias tipos de vazões mínimas são Q90 ou Q95 calculadas de forma estatística probabilística com base em dados de um posto fluviométrico em certo período de tempo em que 90 para Q90 ou 95 para Q95 daquele período as vazões forem iguais ou superiores a ela Q90 ou Q95 ANA 2011 Q710 corresponde a menor vazão média consecutiva de setes dias que ocorreria em um período de retorno de dez anos Calculada com base em análise de frequências ANA 2011 Determinação de Q90 ou Q95 Para determinação de Q90 ou Q95 utilizase a curva de permanência de vazão A curva de permanência ou curva de duração é um traçado gráfico que informa com que frequência a vazão de dada magnitude é igualdada ou excedida durante o período de registro de vazões Barbosa Júnior 2016 relacionando a vazão com sua probabilidade de ocorrência As seguintes etapas são recomendadas por Tomaz 2012 para determinação de Q90 ou Q95 1 Colocar em ordem decrescente todas as vazões médias mensais do corpo hídrico em análise 2 Atribuir um número m para cada vazão indo de 1 até o número total de dados de vazões que é n 3 A probabilidade P dada uma certa vazão que será igualada ou superada é definida por P 100xmn1 4 Obtémse a curva de permanência lançando em um gráfico valores de vazões em ordenadas e a probabilidade de ocorrência em abscissas Os dados da Tabela 01 correspondem as vazões médias mensais de um determinado manancial para o período entre 2008 e 2011 Tabela 01 Vazões médias para o período entre 2008 e 2011 Na Tabela 02 os valores foram ordenados de maneira decrescente coluna 3 atribuise valores m variando de 1 a 48 coluna 1 e calculouse a probabilidade P de uma certa vazão ser igualada ou excedida coluna 2 Tabela 02 Dados para obtenção da curva de permanência Objeto disponível na plataforma Informação TABELA 02 TABELA DE VAZÃO TABELA 02 DADOS PARA OBTENçãO DA CURVA DE PERMANêNCIA A partir dos dados da Tabela 02 plotouse as Figuras 01 e 02 03012023 1813 aboutblank aboutblank 27 Com base na Figura 01 verificase que o valor de Q90 é de aproximadamente 205 m³s Isto indica que em 90 do período analisado a vazão permanece igual ou superior a 205 m³s Ocultar Legenda FIGURA 01 CURVA DE PERMANêNCIA REPRESENTANDO Q90 Já o valor de Q95 é de aproximadamente 165 m³s conforme demonstra a figura 2 Portanto em 95 do período analisado a vazão é igual ou superior a 165 m³s Ocultar 03012023 1813 aboutblank aboutblank 37 Legenda FIGURA 02 CURVA DE PERMANêNCIA REPRESENTANDO Q95 Barros e Zambon 2016 recomendam que para amostras muito grandes podese definir intervalos de classe a partir das equações Onde n número de dados de vazões A amplitude da variação de vazões QmaxQmin N número de intervalo de classe K amplitude do intervalo de classe Determinação do Q710 Método de Weibull De acordo com Sarmento 2007 a determinação do Q710 é feita em duas etapas Inicialmente calculase o valor de Q7 para todos os anos do registro histórico considerado Na segunda etapa aplicase uma distribuição estatística de vazões mínimas para o ajuste dos Q7 calculados sendo as distribuições de Gumbel e Weibull as mais comuns Conhecendo o valor de Q7 para um período calculase a média aritmética desvio padrão e coeficiente de variação para tais dados Utilizando o coeficiente de variação CV entrase com tal valor na Tabela 02 o obtémse os valores de 1 α e Aα que será utilizado para a determinação do Q7 para um determinado período de retorno Tabela 2 Relações auxiliares de Weibull Ocultar 03012023 1813 aboutblank aboutblank 47 Legenda TABELA 02 RELAçõES AUXILIARES DE WEIBULL O valor de Q7 para um determinado período de retorno é dado por Onde XT valor de Q7 para o período de retorno T T período de retorno anos β média dos valores de Q7 dividido pelo valor de A α obtido na tabela 1 em função do coeficiente de variância CV ou seja Para a determinação de Q710 a equação ficará O método de Weibull pode ser verificado colocandose os valores de vazões em ordem crescente e fazendo a divisão n1m obtendose desta maneira o respectivo período de retorno para os diferentes valores de vazões A Tabela 03 representa os valores de Q7 m³s anuais para o Rio Paraopeba em Ponte Nova do Paraopeba HELLER e PÁDUA 2006 Tabela 03 Valores de Q7 para o período de 1938 a 1978 Objeto disponível na plataforma Informação Valores de Q7 para o período de 1938 a 1978 Valores de Q7 para o período de 1938 a 1978 03012023 1813 aboutblank aboutblank 57 TABELA 03 VALORES DE Q7 PARA O PERíODO DE 1938 A 1978 A partir dos dados da Tabela 03 calculase a média o desvio padrão e o coeficiente de variação Entrase com o valor do coeficiente de variação na tabela de relações auxiliares de Weibull Tabela 04 Relações auxiliares de Weibull para CV 02666 Ocultar Legenda TABELA 04 RELAçõES AUXILIARES DE WEIBULL PARA CV 02666 Portanto para os dados da Tabela 03 o valor de Q710 é igual a 1839 m³s Colocandose os valores de Q7 em ordem crescente e determinando o período de retorno T n1m verificase o método conforme demonstrado pela tabela 5 Tabela 05 Verificação do método de Weibull 03012023 1813 aboutblank aboutblank 67 Objeto disponível na plataforma Informação Verificação do método de Weibull Verificação do método de Weibull TABELA 05 VERIFICAçãO DO MéTODO DE WEIBULL Verificase que para o período de retorno T de 10 anos o valor de Q7 encontrase entre 188 m³s e 197 m³s indicando um bom ajuste do método ATIVIDADE A figura abaixo representa uma curva de permanência de vazão Assinale a alternativa que represente o valor de Q95 Fonte Barbosa Júnior 2016 A Menor que 02 m³s B Maior que 70 m³s C Entre 10 e 15 m³s D Entre 20 e 50 m³s E Entre 20 e 50 m³s ATIVIDADE Com base nos dados abaixo assinale a alternativa que represente aproximadamente o valor de Q710 A Entre 4386 m3s e 482 m³s B Entre 69 e 77 m³s C Entre 56 e 88 m³s 03012023 1813 aboutblank aboutblank 77 D Entre 41 e 43 m³s E Entre 72 e 84 m³s ATIVIDADE Analisando os dados da tabela abaixo assinale a alternativa que que represente aproximadamente o valor de Q710 A Entre 97 e 115 m³s B Entre 36 e 115 m³s C Entre 1 e 15 m³s D Entre 3 e 36 m³s E Entre 16 e 11 m³s REFERÊNCIA ANA AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS Outorga de direito de uso de recursos hídricos Brasília SAG 2011 Disponível em httparquivosanagovbrinstitucionalsgeCEDOCCatalogo2012OutorgaDeDireitoDeUsoDeRecursosHidricospdf Acesso em 21 de maio de 2016 BARBOSA JÚNIOR A R Permanência de vazões Belo Horizonte UFOP 2016 Disponível em httpwwwemufopbrdecivdepartamentoantenorrodrigues8permanencia20de20vazaopdf Acesso em 22 de maio de 2016 BARROS M TL ZAMBON R C Curva de permanência São PauloUSP 2016 Disponível httpwwwphapoliuspbrLeArqaspxidarq11999 Acesso em 21 de maio de 2016 HELLER L PÁDUA V L Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte UFMG 2006 SARMENTO R Estado da arte da vazão ecológica no Brasil e no mundo UNESCOANACHHSF 2007 Disponível em httpcbhsaofranciscoorgbr wpfbdl1583 Acesso em 21 de maio de 2016 TOMAZ P Vazão base e vazão mínima ecológica Disponível em httpwwwpliniotomazcombrdownloadscapitulo105vazaoecologicapdf Acesso em 21 de maio de 2016